William Stallings Komunikasi Data dan Komputer Edisi ke 7

1. William StallingsKomunikasi Data dan Komputer Edisi ke 7 Bab 8 Multiplexing

2. Multiplexing

3. Frequency Division Multiplexing • FDM • Penggunaan bandwidth berlebih pada media membutuhkan bandwid pada channel • Tiap sinyal di modulasi dengan frekuensi carrier berbeda • Frekuensi sinyal dipesah sehingga tidak terjasi overlap (guard bands) • e.g. broadcast radio • Channel diallokasikan jika tidak ada data

4. Diagram Frequency Division Multiplexing

5. Sistem FDM

6. FDM pada Tiga Voiceband Signals

7. Sistem Carrier Analog • AT&T (USA) • Pola Hirarki FDM • Group • 12 voice channels (4kHz each) = 48kHz • Range 60kHz to 108kHz • Supergroup • 60 channel • FDM pada 5 group sinyal dalam carriers diantara 420kHz dan 612 kHz • Mastergroup • 10 supergroups

8. Wavelength Division Multiplexing • Banyak cahaya pada frekuensi berbeda • Carried oleh optical fiber • Bentuk FDM • Tiap carrier warna cahaya dipisahkan pada saluran data • 1997 Bell Labs • 100 sinar • Setiap 10 Gbps • Memberikan 1 terabit per second (Tbps) • Sistem komersial pada 160 channels dari 10 Gbps yang tersedia • Lab systems (Alcatel) 256 channels dalam tiap 39.8 Gbps • 10.1 Tbps • Over 100km

9. Operasi WDM • Secara umum arsitekturnya sama dengan FDM • Nomor Sumber membangkitkan sinar dengan frekuensi berbeda • Multiplexer menggabungkan sumber-sumber untuk ditransmisikan pada single fiber • Optical amplifiers memperkuat semua wavelengths • Typically tens of km apart • Demux membagi channel-channel dalam satu tujuan • Mostly 1550nm wavelength range • Dahulu 200MHz tiapr channel • Sekarang 50GHz

10. Dense Wavelength Division Multiplexing • DWDM • Tdak ada ketentuan atau definisi standar • Secara tidak langsung lebih banyak channel lebih banyak akhiran pada WDM • 200GHz atau kurang

11. Synchronous Time Division Multiplexing • Kecepatan data pada medium melebihi kecepatan data pada sinyal digital yang ditransmisikan • Multiple digital signals interleaved dalam • Dimungkinkan dalam level bit pada block-block • Time slots preassigned untuk sumber dan fixed • Time slots dialokasikan jika tidak ada data • Time slots tidak dimiliki selama diantara sumber yang didistribusikan

12. Time Division Multiplexing

13. Sistem TDM

14. TDM Link Control • Tidak ada header-header dan trailers • Tidak dibutuhkan protokol data link control • Flow control • Kecepatan data pada line dimultiplex adalah fixed • Jika satu channel receiver tidak menerima data,yang lain harus mengikuti • Sumber dikumpulkan harus diquench (dipadamkan) • Meningglkan slot kosong • Error control • Errors dideteksi dan dihandel oleh sistem individual channel

15. Data Link Control dalam TDM

16. Framing • Tidak ada flag atau karakter SYNCmenggolongkan frame-frame TDM • Harus menyediakan mekanisme sinkronisasi • Membuat framing digit • Satu kontrol bit dibuat untuk tiap frame TDM • Seperti channel yang lain - “control channel” • Mengidentifikasi bit patterns digunakan untuk mengontrol channel • e.g. alternating 01010101…tidak seperti dalam data channel • Dapar membandingkan incoming bit patterns tiap channel dengan sync pattern

17. Pulse Stuffing • Masalah - mensikronkan sumber data • Clocks dalam sumber yang berbeda penyimpangn • Kecepatan data untuk sumber yang berbeda tidak digabungkan oleh simple rational number • Solusi - Pulse Stuffing • Kecepatan data outgoing (excluding framing bits) lebih tinggi daripada jumlah kecepatan incoming • Stuff extra dummy bits or pulses into each incoming signal until it matches local clock • Stuffed pulses inserted at fixed locations in frame and removed at demultiplexer

18. TDM pada Sumber Analog dan Digital

19. Sistem Carrier Digital • Hierarki pada TDM • USA/Canada/Japan menggunakan satu sistem • ITU-T menggunakan sistem yang mirip (tetapi berbeda) • US system based on DS-1 format • Multiplexes 24 channels • Tiap frame memiliki 8 bit per channel ditambah satu framing bit • 193 bits per frame

20. Sistem Carrier Digital(2) • Untuk suara tiap channel berisi satu kata pada pendigitalan data(PCM, 8000 samples per sec) • Kecepatan data 8000x193 = 1.544Mbps • Five out of six frames have 8 bit PCM samples • Sixth frame is 7 bit PCM word plus signaling bit • Bentuk aliran bit pensinyalan untuk tiap channel berisi control dan routing info • Beberapa format untuk data digital • 23 channels of data • 7 bits per frame plus indicator bit for data or systems control • 24th channel is sync

21. Mixed Data • DS-1 dapat membawa mixed voice dan sinyal data • Digunakan 24 channels • Tidak ada sync byte • Dapat interleave DS-1 channels juga • Ds-2 is four DS-1 giving 6.312Mbps

22. Format DS-1 Transmission

23. SONET/SDH • Synchronous Optical Network (ANSI) • Synchronous Digital Hierarchy (ITU-T) • Compatible • Signal Hierarchy • Synchronous Transport Signal level 1 (STS-1) or Optical Carrier level 1 (OC-1) • 51.84Mbps • Carry DS-3 or group of lower rate signals (DS1 DS1C DS2) plus ITU-T rates (e.g. 2.048Mbps) • Multiple STS-1 combined into STS-N signal • ITU-T lowest rate is 155.52Mbps (STM-1)

24. Format Frame SONET

25. SONET STS-1 Overhead Octets

26. Statistical TDM • Dalam Synchronous TDM banyak slot yang dibuang • Statistical TDM mengallocasikan time slots dynamically based on demand • Multiplexer scans line input dan memilih data sampai frame penuh • Kecepatan data pada line lebih kecil daripada kecepatan aggregate pada line input

27. Statistical Format Frame TDM

28. Performance • Output kecepatan data lebih buruk kecepatan data aggregate • Dimungkinkan karena masalah selama peak periods • Buffer inputs • Menjaga ukuran buffer ke minimum smpai mengurangi delay

29. Ukuran Buffer dan Delay

30. Kabel Outlie Modem • Dua bentuk channel dari kabel tv menyediakan dedikasi untuk transfer data • Satu unutk tiap direction • Tiap channel shared oleh number pada subscribers • Pola dibutuhkan untuk alokasi kapasitas • Statistical TDM

31. Pengoperasian Kabel Modem • Downstream • Kabel scheduler mengirimkan data dalam pake-paket kecil • Jika lebih dari satu subscriber active, tiap subscriber mendapatkan kapasitas fraction downstream • mendapatkan 500kbps sampai 1.5Mbps • Digunakan juga untuk alokasi time slots upstream untuk subscribers • Upstream • User meminta timeslots dalam bagian channel upstream • Diperuntukkan untuk slots • Headend scheduler mengirim kembali assignment pada time slot berikutnya untuk subscriber

32. Pola Kabel Modem

33. Asymmetrical Digital Subscriber Line • ADSL • Link diantara subscriber dan jaringan • Local loop • Menggunakan currently installed twisted pair cable • Dapat membawa broader spectrum • 1 MHz atau lebih

34. Disain ADSL • Asymmetric • Kapasitas downstream lebih besar daripada upstream • Frequency division multiplexing • Lowest 25kHz for voice • Plain old telephone service (POTS) • Menggunakan echo cancellation atauFDM untuk memberikan two bands • menggunakan FDM within bands • Range 5.5km

35. Konfigurasi Channel ADSL

36. Discrete Multitone • DMT • Multiple sinyal carrier dalam frekuensi yang berbeda • Beberapa bit tiap channel • 4kHz subchannels • Mengirimkan tes sinyal untuk digunakan subchannels dengan snyal lebih baik dari rasio noise • 256 downstream subchannels at 4kHz (60kbps) • 15.36MHz • Impairments memberi this down ke1.5Mbps ke 9Mbps

37. DTM Bits Per Alokasi Channel

38. Transmitter DMT

39. xDSL • Kecepatan data tinggi DSL • Single line DSL • Kecepatan data sangat tinggi DSL

40. Bacaan yang Dibutuhkan • Stallings bab 8 • Web sites • ADSL • SONET